摘要:物探是利用天然存在或者人工建立的地球物理场的变化来解决地质、找矿及工程问题的。开展物探工作的前提是目标体与周围介质有物理场的变化。矿产勘查过程中由于目标矿产的成因、物理性质不同,因此选择的物探方法也不同。不同的物探方法,在原理、数据采集和处理上有各自的特点,同时也有不同的优势和局限,因此在实际工作中方法的有效性选择很重要。鉴于此,文章对物探技术在探测矿山地质中的应用进行了研究,以供参考。
关键词:物探技术;矿山地质;应用研究
1物探方法相关概述
物探方法的概念范围较广,本文的物探方法也称为地球物理勘探技术,它是众多地质勘查技术的。物探方法集合了众多物质勘探技术的优势,在地质勘查过程中保证勘探的质量以及勘探的深度,有效的提高了地质勘查工作的效率。物探法与传统的单一物探方法相比具有明显的优势。第一,传统的物探方法效果比较单一,比如在物探过程中只能进行重力物探或者只能进低温物探,但是现有的物探法集多种物探法的功能于一体。可以同时进行重力以及低温物探,保证了地质勘查的安全性。第二,提高了物质勘探的质量。利用物探法可以有效的勘探地质周边的构造,同时还可以利用低温勘探法对周边的安全情况进行勘探,当存在异常情况时可以对其进行及时的标注。物探法中的电探法能够准确的探测地层以及地层构造并对其进行自主分析,为勘探人员提供有力的信息。由于岩层磁化的程度不同因此要想充分了解岩层的结构以及岩层磁场的分布就必须要采用磁法勘探法,来了解岩石内部的磁场分布规律为地质勘查提供岩石磁场信息。在进行地质勘查时不仅要了解岩石的磁场分布还需要了解岩石的岩层情况以及矿物质的密度等,这就需要采用物探法中的重力仪进行勘探。在利用物探法进行勘查的过程中可以利用电法勘探的方式了解地层结构,勘探其是否符合开采的条件,电法勘探可以有效的为地质开采人员提供安全保证。总之物探法集合了其他物探方法的长处,对于地质矿产具有重要作用。物探法在地质勘查的过程中应用相对广泛,但是还有部分勘查单位并不能完全接受物探法,因此在实际的地质勘查过程中还是采用传统的单一的勘探法,而且在勘探过程中由于勘探方法的多样性因此就导致勘查数据的多样化,这不仅不利于后期勘查人员的分析和整理,同时也增加了地质勘查的成本,降低了地质勘查的工作效率。目前我国的能源需求量大且对能源的需求种类也较多,对浅层资源的开发已经不能满足当今经济发展的需要因此现在必须要把目光转向深层资源,这就需要勘探人员要改进原有的勘探方式,采用比较先进的物探法对地质条件进行勘查,提高勘查工作的准确性。
2物理勘探技术在具体应用中的使用原则
2.1从无到有原则
矿产物质的粗略估计、勘测以及之后的开采工作是一项极其复杂的工作,而在整个矿产资源的发现、测量、以及开发过程中,测量环节又是一项特别重要的工作,其工作本身的进行往往需要耗费大量的人力物力以及时间,因此在测探工作的进行中,必须要严格遵循从无到有的原理。从无到有的原理既是在探讨决定对某地点进行矿产资源物质勘探工作前,必须要按照规定,对这个地点及其附近地点的岩层、地质结构、环境特点、及其各种地下环境资源和地下物质资源的各种数据进行整理和收集工作,并在此基础上按照所搜集的数据进行物理建模工作,从而初步判断其地下是否存在矿产资源,其相对位置、开发难度、资源储存量,进行勘测的地点和方法,从而尽可能避免今后在正式进行勘测工作时遇到困难,并且有利于减少勘探工作中不必要的工作和资金的耗费。
2.2大数据原则
由于矿物质所在地区的地质构造和岩层往往都比较复杂,因此在实际进行测量工作时,一定要严格按照大数据的原则,即勘测的数量要尽可能的完全。一方面是要求工作人员在测量时要通过电力测探法、重力测探法、磁力测探法、放射性物质测探法等众多技术对所在地区的地下结构和物质进行全方位的测量,从而提升对其矿产资源及其附近地区的相关认识;另一方面是由于在勘探工作中往往出现异常的测量数据,这和所在地的磁场和地下物质的自身属性有关,因此工作人员在获取相关数据之后,还要同其他地区的勘测资料以及相关数据进行对比和分析,从而尽可能地通过对照做出相对准确的勘探结果,从而提高整个勘探工作的工作质量。
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2.3择优使用原则
物理勘探技术根据原理的不同,在种类上也有电力、磁力、放射性等诸多分类,但是在实际应用过程中往往是不可能使用的,一方面是由于各种物理勘探技术的方向,另一方面是多种勘测方式一同使用往往会耗费大量的人力物力财力,因此在实际矿产物质勘测过程中,一定要根据所在地区的结构和矿物质的属性特点,优先选择使用最为有效的一种方式。
3矿山地质物探勘查方法技术研究
3.1大地电磁测探法的应用
大地电磁测探法简称MTI,在应用这一方法时,需掌握以下几点:(1)大地电磁测探法是借助天然电磁场场源,通过观测不同频率电磁场的变化规律,研究分析地中电性结构,进而推断地层岩土特性的一种勘探技术。(2)地球内部电磁波具有趋肤效应,当电磁波在地下介质中传播时,会表现出高频成分衰减快、穿透深度较小等现象。(3)电磁波处于不同频率当中时,会表现出不同的电性信息,因此,当电磁波处于不同深度地质中时,会反映出不同深度的地质信息,相关工作人员通过信息数据变化就能获得地质信息,达到勘探目的。
3.2浅层地震反射波法的应用
研究表明,使用不同的介质波可以获得不同程度的阻抗差异,也就是说,通过研究反射波变化情况能获得反射层变化层次。如反射波在传播过程中遇到相对较大介质时,会产生明显变化,工作人员在观察到反射波变化情况后,对已获得波幅展开精准分析与计算,最终能够确定反射波所在层次。当遇到特殊情况时,反射波变化频率会加快,仅靠工作人员无法完成信息采集与整理工作,这时需要借助专业设备及时收集与记录电磁波信息,避免造成信息遗漏。同时,在不同介质下,产生的反射波特征会有所不同,工作人员借助具体数据与图形,可判断出岩土当中的性质。
3.3高密度电法的应用
高密度电法的基础是常规电法,后经过逐步完善,形成一种新型勘探技术。在理解高密度电法时,需掌握以下几点内容:(1)岩土介质自身就拥有电性差异,这一电性差异是高密度电法的基础。(2)在利用高密度电法进行勘查时,需要工作人员确定勘查位置并在该位置上施加点差,在试验过程中,检测传导电流会发生变化,工作人员根据检测传导电流的分布与当中变化可判断出岩土性质。(3)高密度电法的优点是能对装置形状大小、所在位置、排列等多种信息进行全面测量,从而精准获得探测地面电场所产生变化的规律,计算出地层电阻率,之后根据地层电阻率的变化、变化规律分析出岩土性质。
3.4雷达物探法的应用
雷达物探法具有操作简单、抗干扰性强等优点,但是雷达的探测深度、分辨率会受地下电磁波传输速度影响。现阶段,雷达物探法具有两种应用方法,一是剖面探测法,所谓的剖面探测法,指的是在勘查过程中,双天线雷达的发射天线、接受天线同时贴着沿线移动,形成全过程移动记录,获得移动图像,工作人员对移动图像进行分析,获得相应地质变化信息。二是宽脚探测法,在利用宽脚探测法进行工程勘查时,工作人员需要将双天线中的一个天线固定,另一个天线随着测线移动,在移动过程中会产生不同反射波,工作人员根据反射波的走势进行分析,形成对地质参数以及电磁波传播效率的准确计算。
3.5直流电阻率物探法的应用
直流电阻率物探法常应用于一些数据密集型工程。如工程地质勘查中利用该方法采集密集型数据时,直流电阻率物探法能测量地面断面二维数据:利用测探法与常规剖面的集合功能,埋设一次导线,之后就能获得大量的数据,工作人员输出所采集数据进行,便能提供准确、全面的地质信息,有效提升了工程勘查效率与工程勘查的智能化程度。在利用此方法时,工作人员需掌握高密度电阻率分析方法。高密度电阻率分析方法主要有目标相关、边界单元以及有限单元三种,在工程勘查中可根据具体岩土层形态科学选择。
结语
总而言之,目前,物探技术日益完善,被广泛应用于矿山地质勘查中,并取得了理想的效果,提高了地质勘查的准确性与科学性,提升了地质勘查水平。可以相信,在信息技术不断发展的背景下,物探技术在未来必有更为广阔的发展前景。
参考文献:
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[3]黄威,徐玳笠.矿山物探在地质灾害勘查中的应用[J].世界有色金属,2018(5):205.
论文作者:1谢世英,2马鹏坤
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/8/29
标签:物探论文; 地质论文; 方法论文; 工作论文; 地质勘查论文; 过程中论文; 电阻率论文; 《基层建设》2019年第16期论文;